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Polyethylene terephthalate degradation by Drosophila melanogaster through heterologous expression of glycosylated polyethylene terephthalate hydrolase (PETase)
黑腹果蝇通过异源表达糖基化PET水解酶实现聚对苯二甲酸乙二醇酯的降解
Rikako Sanuki, Hatsune Minami, Emi Kawano, Keita Katsuma, Toshiyuki Takano-Shimizu-Kouno, Shosuke Yoshida
Communications Sustainability volume 1, Article number: 36 (2026), doi:10.1038/s44458-026-00047-5
广泛使用的塑料——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的回收通常依赖于高能耗的化学工艺。PET水解酶,例如源自大阪堺菌(Piscinibacter sakaiensis)的PET水解酶(PETase),已被提出作为实现生物法PET回收的替代方案。
研究者探索了利用昆虫作为PET生物降解平台的可行性,通过基因工程改造黑腹果蝇(Drosophila melanogaster),使其在部分肠道和唾液腺中表达PETase。实验结果表明,该体系能够降解水溶性PET共聚物以及固态PET。研究发现,在果蝇和人类细胞中表达的PETase均发生了糖基化修饰,这种修饰虽降低了酶的催化活性,但增强了酶的稳定性,使其能够更持久地维持PET水解作用。
为了解析N-糖基化模式,研究者对去糖基化处理后的胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶解肽段进行了液相色谱-串联质谱(LC–MS/MS)分析。利用Mascot Server对所得谱图进行检索,通过检测酶处理后糖基化天冬酰胺残基转化为天冬氨酸所引起的去糖基化诱导的质量偏移,来鉴定糖基化位点。其中,在Asn-X-Ser/Thr基序内发生脱酰胺化的天冬酰胺残基被视为N-糖基化位点。该方法成功鉴定了PETase序列中的N-糖基化位点,并确认了在真核表达系统中这些特定残基发生了修饰。
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